DE2261879B2

DE2261879B2 - Method and device for casting a large number of aluminum strands

Info

Publication number: DE2261879B2
Application number: DE2261879A
Authority: DE
Inventors: James Roy Kingston Ontario Snider (Kanada)
Original assignee: Alcan Research and Development Ltd
Current assignee: Alcan Research and Development Ltd
Priority date: 1971-12-17
Filing date: 1972-12-18
Publication date: 1975-02-13
Also published as: DE2261879A1; US3830281A; GB1401766A; NO136397B; NO136397C; CA965927A; DE2261879C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Angießen einer Vielzahl von Aluminiumsträngen unter Verwendung einer Verteilerwanne mit Tauchausgüssen für jede Stranggießkokille. Sie betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit wenigstens einem kolbenförmigen, aus Kopf und Schaft bestehenden Auftriebselement und wenigstens einem Tauchausguß. The invention relates to a method for casting on a plurality of aluminum strands using a trough with immersion nozzles for each continuous casting mold. It also relates to a device for carrying out the method, with at least one piston-shaped, consisting of a head and a shaft Buoyancy element and at least one immersion nozzle.

Beim Gießen von Aluminium wird üblicherweise eine Anzahl von Strängen in einem Arbeitsgang hergestellt, wobei das geschmolzene Metall von einem Mischofen den verschiedenen Tauchausgüssen über eine Verteilerwanne zugeführt wird. Die unteren Enden der Stranggießkokillen werden zu Anfang durch auf einem gewohnlichen Tisch angeordnete Gestelle verschlossen, wobei der Tisch durch einen hydraulischen Stempel gehalten ist und dadurch mit gesteuerter Geschwindigkeit abgesenkt werden kann. Ferner ist jeder Tauchausguß mit einem sein unteres Ende dann abschließenden Schwimmer versehen, wenn de.· Metallstand in der Kokille einen vorbestimmten Wert überschreitet.When casting aluminum, a number of strands are usually produced in one operation, the molten metal from a mixing furnace to the various submerged nozzles via a manifold is fed. The lower ends of the continuous casting molds are initially through on an ordinary one Racks arranged on the table are locked, the table being held by a hydraulic ram and can therefore be lowered at a controlled speed. Furthermore, every immersion nozzle provided with a float that closes its lower end when the metal level in the mold exceeds a predetermined value.

Zu Beginn der Gießtätigkeit war es bislang unver meidlich, daß das in die Verteilerwanne eingeführte, geschmolzene Metall zu den verschiedenen Tauchausgüssen, je nach deren Abstand von der Wanneneinfüllstel-Ie, zu unterschiedlichen Zeiten gelangt. Dieser Umstand ist mit Nachteilen hinsichtlich der Steuerung des Auffüllens der Kokille verbunden, da das Absenken des Tisches nicht dem Metallstand in den einzelnen Kokillen angepaßt werden kann. Vielmehr erstarrt das Metall in den Kokillen zeitlich unterschiedlich, entsprechend der Füllung der Tauchausgüsse, so daß Stränge mit vonein ^₁ Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung dergestalt zu verbessern, daß das geschmolzene Metall im wesentlichen gleichzeitig in die einzelnen Tauchausgüsse eingeführt werden kannAt the beginning of the pouring activity it was previously unavoidable that the molten metal introduced into the trough reaches the various immersion nozzles at different times, depending on their distance from the Wanneneinfüllstel-Ie. This fact is associated with disadvantages with regard to the control of the filling of the mold, since the lowering of the table cannot be adapted to the metal level in the individual molds. Rather, the metal solidifies in the mold at different times, corresponding to the filling of the immersion nozzles, so that strands with vonein ^ ₁ invention is therefore based on the object of improving the method and the device of the type mentioned in such a way that the molten metal essentially simultaneously can be introduced into the individual immersion nozzles

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelost, daß alle Tauchausgußoffnungen der Verte.lerwanne vor Gießbeginn durch in die Öffnungen hineinragende Auftriebselemente geschlossen werden und anschließend die Schmelze in die Verte.lerwanne gegossenAccording to the invention, this object is achieved by that all immersion pouring openings of the Verte.lerwanne through protruding into the openings before the start of pouring Buoyancy elements are closed and then the melt is poured into the Verte.lerwanne

^WlDamit wird das Eintreten des flüssigen Metalls in die ^Wl This prevents the liquid metal from entering the

,5 einzelnen Tauchausgüsse so lange verhindert bis das Bad aus geschmolzenem Aluminium in der Verte.lerwanne einen vorbestimmten Stand erreicht hat. Erst dann heben sich die die Tauchausgußoffnungen verschließenden Auftriebselemente selbsttat.g aus den, 5 individual immersion nozzles are prevented until the The bath of molten aluminum in the distribution tub has reached a predetermined level. First then the buoyancy elements closing the immersion pouring openings lift themselves out of the

Tauchausgüssen, so daß nunmehr im ^sentlichen gleichzeitig das geschmolzene Metall zu den Kokillen gelangt Damit werden die eingangs beschriebenen Schwierigkeiten hinsichtlich der Steuerung des Auffüllens der Kokillen in einfacher Weise weitgehend besei-Immersion nozzles, so that now essentially at the same time the molten metal reaches the molds Difficulties in controlling the filling of the molds largely eliminated in a simple manner.

tigt In sämtlichen Kokillen befindet sich so e.n Metallbad gleichmäßiger Konsistenz, das daher auch in gleichem Maße abkühlt bzw. erstarrt.There is a metal bath in all molds uniform consistency, which therefore cools down or solidifies to the same extent.

Ein mit Verwendung der erfindungsgemaßen Auftriebselemente verbundener weiterer Vorteil hegt dar-Another advantage associated with the use of the buoyancy elements according to the invention is shown

in daß Schlacke, die auf der Oberfläche des Metallbades in der Verteilerwanne schwimmt, nicht in die Kokillen bei Beginn der Gießtätigkeit eindringen kann, so daß auch die Endstücke der zu gießenden Strange aus reinem Metall bestehen.in that slag floating on the surface of the metal bath in the tundish does not get into the molds can penetrate at the beginning of the casting activity, so that the end pieces of the strand to be cast also come out consist of pure metal.

Zur Durchführung des erfindungsgemaßen Verfahrens dient eine Vorrichtung, die sich durch eine der Vielzahl an Tauchausgüssen entsprechende Vielzahl von kolbenförmigen Auftriebselementen auszeichnet, wobei alle Tauchausgußoffnungen der VerteilerwanneTo carry out the method according to the invention, a device is used, which is through one of the A large number of submerged nozzles is characterized by a corresponding number of piston-shaped buoyancy elements, with all the immersion pouring openings of the manifold

vor Gießbeginn durch in die Öffnungen hineinragende Auftriebselemente geschlossen werden und anschließend die Schmelze in die Verteilerwanne gegossen wird. Jedes Auftriebselement hat dabei ein spezifisches Gewicht, welches weniger als ein Viertel des spezifisehen Gewichtes von geschmolzenem Aluminium ist.before the start of casting are closed by buoyancy elements protruding into the openings and then the melt is poured into the tundish. Each buoyancy element has a specific one Weight which is less than a quarter of the specific weight of molten aluminum.

Die Auftriebselemente bestehen aus einem Material, das durch das geschmolzene Aluminium nicht angegriffen wird. Der Schaft des Auftriebselements sitzt lose in der Mündungsöffnung des betreffenden Tauchausgus-The buoyancy elements are made of a material that is not attacked by the molten aluminum will. The shaft of the buoyancy element sits loosely in the mouth of the immersion nozzle in question.

ses und geht in einen vergrößerten Kopf über. Dabei hat der Schaft eine solche Abmessung, daß eine Verschiebung des Auftriebselements durch den in die Verteilerwanne eindringenden Metallstrom verhindert wird. Der vergrößerte Kopf schafft bei Eintauchen inses and merges into an enlarged head. The shaft has such a dimension that a displacement of the buoyancy element prevented by the metal flow penetrating into the distribution trough will. The enlarged head creates when immersed in

das geschmolzene Aluminium einen ausreichenden Auftrieb, um das gesamte Gewicht des Auftriebselements zu kompensieren. Dies ist erforderlich, da der Schaft zu anfangs nicht mit dem geschmolzenen Aluminium in Berührung steht. Obgleich der Schaft lose im betreffenden Tauchausguß sitzt, sollte der Sitz ausreichend eng sein, daß das geschmolzene Metall so lange nicht in den betreffenden Tauchausguß gelangt, bis das untere Ende des Schaftes herausgezogen ist. Schaft und Kopf können relativ zueinander auch so ausgelegt sein, daß nach dem Anheben des Auftriebselements aus dem Tauchausguß dieser wieder an seinen Einsatzort bei abnehmendem Metallstand in der Verteilerwanne hineingelangt und damit die Tauchausgüsse vor dem vollstän-the molten aluminum has sufficient buoyancy to support the entire weight of the buoyancy element to compensate. This is necessary because the shaft does not initially handle the molten aluminum is in contact. Although the shaft sits loosely in the immersion nozzle in question, the fit should be sufficient be tight so that the molten metal does not get into the immersion nozzle in question until the the lower end of the shaft is pulled out. Shaft and head can also be designed relative to one another in such a way that that after lifting the buoyancy element from the immersion nozzle, it returns to its place of use with decreasing Metal level in the distributor tub and thus the immersion nozzles before the complete

digen Entleeren der Verteilerwanne erneut verschlossen werden.After emptying the distributor pan, it is closed again will.

Im allgemeinen genügt es, wenn das Auftriebselement ein spezifisches Gewicht hat, das dn;i Viertel des spezifischen Gewichtes von geschmolzenem Aluminium nicht überschreitet. Vorzugsweise sollte jedoch das spezifische Gewicht des Auftriebselements weniger als ein Viertel des spezifischen Gewichtes von geseh.nolzenem Aluminium sein.In general, it is sufficient if the buoyancy element has a specific gravity dn; i quarter of the specific gravity of molten aluminum does not exceed. However, the specific weight of the buoyancy element should preferably be less than a quarter of the specific gravity of molten aluminum.

Ein Ausfüiirungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert. Es zeigtAn exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 eine schematische Ansicht einer Verteilerwanne und der damit verbundenen, mit Auftriebselementen nach der Erfindung versehenen Tauchausgüsse undF i g. 1 is a schematic view of a distribution pan and the associated immersion nozzles provided with buoyancy elements according to the invention and

F i g. 2 einen Schnitt durch einen Tauchausguß mit darin eingesetztem AuftriebselementF i g. 2 shows a section through an immersion nozzle with a buoyancy element inserted therein

Nach F i g. 1 wird das geschmolzene A'uminium von einem nicht gezeigten Mischofen über eine Einführrinne 12 in eine Verteilerwanne 2 eingegeben und strömt von dort über eine Vielzahl von Tauchausgüssen 3 in eine entsprechende Vielzahl von Stranggießkokillen 1. Die Kokillen 1 stehen also über die Tauchausgüsse 3 mit der Verteilerwanne 2 in Verbindung. Der Übersichtlichkeit halber ist in F i g. 1 nur eine Kokille 1 sehematisch dargestellt. Jede Kokille 1 ist zur Steuerung des eindringenden Metallflusses mit einem Schwimmer 4 versehen. Das untere Ende des Tauchausgusses ist zu anfangs offen, wobei der Schwimmer 4 durch ein Paar Tragdrähte 5, die auf dem oberen Ende der Kokille aufliegen, gehalten ist.According to FIG. 1 is the molten aluminum from a mixing furnace, not shown, entered via an introduction channel 12 into a distributor trough 2 and flows from there via a large number of immersion nozzles 3 into a corresponding large number of continuous casting molds 1. The molds 1 are therefore connected to the distribution trough 2 via the immersion nozzles 3. The clarity for the sake of FIG. 1 only one mold 1 is shown in perspective shown. Each mold 1 has a float 4 to control the penetrating metal flow Mistake. The lower end of the immersion nozzle is initially open, with the float 4 by a pair Support wires 5, which rest on the upper end of the mold, is held.

In F i g. 1 ist das obere Ende des Tauchausgusses mit 6 bezeichnet. Das von der Einführrinne 12 in die Verteilerwanne strömende, geschmolzene Metall würde ohne die Vorsehung der erfindungsgemäßen Auftriebselemente 16 zunächst in die vorderen Tauchausgüsse und dann in die nachfolgenden gelangen und damit ein zeitlich unterschiedliches Füllen der Kokillen bedingen. Demgegenüber wird gemäß F i g. 2 der Eintritt des geschmolzenen Metalls in die Tauchausgüsse 3 nunmehr so lange verhindert, bis der Metallstand in der Verteilerwanne 2 etwa den durch die gestrichelte Linie 15 angedeuteten Stand erreicht hat.In Fig. 1, the upper end of the immersion nozzle is denoted by 6. That from the introduction channel 12 into the distribution trough flowing, molten metal would without the provision of the buoyancy elements according to the invention 16 first get into the front immersion nozzles and then into the subsequent ones and thus a cause different filling of the molds at different times. In contrast, according to FIG. 2 the entry of the molten Metal in the immersion nozzles 3 is now prevented until the metal level in the trough 2 has approximately reached the level indicated by the dashed line 15.

Das in F i g. 2 gezeigte Auftriebselement 16 besteht aus einem schwer schmelzbaren Werkstoff und hat ein spezifisches Gewicht von etwa 0,6, während das spezifische Gewicht von geschmolzenem Aluminium 2,7 beträgt. Das gezeigte Auftriebselement 16 hat einen kegelstumpfförmigen Kopf 17, doch können gegebenenfalls auch zylindrische oder irgend anders gestaltete Kopfformen vorgesehen werden. Der Kopf 17 hat eine flache untere Oberfläche 18, die sich dichtend gegen die Mündungsöffnung des Tauchausgusses 3 abstützt, obgleich eine derartige Abdichtung zum wirksamen Funktionieren der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht unbedingt erforderlich ist. Der Schaft 19 des Auftriebselements weisi einen etwa 1 mm geringeren Durchmesser ah der Innendurchmesser des Tauchausgusses 3 auf, so daß er sich frei im Tauchausguß bewegen kann und gleichzeitig verhindert, daß das geschmolzene Metall in den Tauchausguß hineingelangt, bevor der Schaft vollständig aus diesem herausgezogen ist. Es können jedoch auch größere freie Abstände vorgesehen werden, da die Oberflächenspannung des geschmolzenen Metalls dessen Eintritt in den engen Raum zwischen Schaft 19 und der Wandung des Tauchausgusses verhindert. Die Länge des Schaftes 19 steuert die Höhe des Metallbades in der Verteilerwanne 2, bevor sich das Metall in die Tauchausgüsse ergießt. In F i g. 2 ist der Schaft 19 noch nicht vollständig herausgezogen, da der Metallstand noch nicht die Markierung 25 erreicht hat. Folglich wird die Mündungsöffnung von jedem Tauchausguß so lange verschlossen gehalten, bis sich in seiner Umgebung in der Verteilerwanne 2 ein ausreichend hohes Metallbad gebildet hat.The in Fig. 2 shown buoyancy element 16 consists of a difficult to melt material and has a specific gravity of about 0.6 while the specific gravity of molten aluminum is 2.7. The buoyancy element 16 shown has a frustoconical head 17, but can optionally cylindrical or any other head shapes can also be provided. The head 17 has one flat lower surface 18 which is sealingly supported against the mouth opening of the immersion nozzle 3, although such a seal is not necessary for the effective functioning of the device according to the invention is required. The shaft 19 of the buoyancy element has an approximately 1 mm smaller diameter ah the inner diameter of the immersion nozzle 3 so that it can move freely in the immersion nozzle and at the same time prevents the molten metal from getting into the immersion nozzle before the shaft is completely is pulled out of this. However, larger free spaces can also be provided, as the surface tension of the molten metal allows it to enter the narrow space between the shaft 19 and the wall of the immersion nozzle. The length of the shaft 19 controls the height of the metal bath in the trough 2 before the metal pours into the immersion nozzles. In Fig. 2 is the shaft 19 not yet fully pulled out because the metal level has not yet reached marking 25. Consequently the mouth of each immersion nozzle is kept closed until it is in his Environment in the distributor pan 2 has formed a sufficiently high metal bath.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß eine ausreichende, obwohl nicht gänzlich exakte Synchronisierung des Metalleintritts in die verschiedenen Tauchausgüsse vorliegt. Es versieht sich, daß die Abmessungen des Kopfes 17 so sein müssen, daß von diesem ein ausreichender Auftrieb für das gesamte Auflriebselement 16 aufgebracht werden kann. Die Abmessungen des Kopfes sind daher zu vergrößern, wenn die Länge des Schaftes 19 vergrößer'i wird. Es besteht die Möglichkeit, die Auftriebselemente so auszulegen, daß sie sich in eine im wesentlichen horizontale Lage drehen.With the invention it is achieved that a sufficient, although not entirely exact synchronization of the Metal entry into the various immersion nozzles. It assumes that the dimensions of the head 17 must be such that sufficient buoyancy is applied by this for the entire lifting element 16 can be. The dimensions of the head are therefore to be increased when the length of the shaft 19 is enlarged. There is the possibility of the buoyancy elements to be interpreted so that they rotate into a substantially horizontal position.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

other deviating cooling conditions can be obtained.

1. Method of casting on a plurality of aluminum strands using a manifold with immersion nozzles for each continuous casting mold, characterized in that all immersion nozzle openings are in front of the distributor trough The start of pouring is closed by buoyancy elements protruding into the openings and then the melt is poured into the distributor wanre

2. Device for performing the method according to claim 1, with at least one piston-shaped, consisting of a head and shaft buoyancy element and at least one immersion nozzle, thereby characterized in that one of the plurality of immersion nozzles (3) corresponding plurality of piston-shaped Buoyancy elements (16) is provided, the head (17) of each buoyancy element so is dimensioned that through the head a sufficiently large lift for the entire buoyancy element can be applied, while the shaft (19) of each buoyancy element is freely movable in the Fauchausgüß, wherein the ratio of the shaft diameter to the inner diameter of the immersion nozzle is dimensioned in this way is that a metal flow is prevented.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that each buoyancy element (16) has a specific one Face which is less than a quarter of the specific gravity of the melted one Aluminum is.